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Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Published: February 3, 2014 doi: 10.3791/51041
* These authors contributed equally

Summary

Rechte Herzkammer (RV) Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankungen, noch begrenzt Methoden sind für die Auswertung zur Verfügung. Jüngste Fortschritte in der Ultraschall-Bildgebung eine nicht-invasive und präzise Möglichkeit zur Längs RV Studie. Hier haben wir ausführlich eine Schritt-für-Schritt-Verfahren, das eine Echokardiographie Mausmodell der RV Drucküberlastung.

Abstract

Schwellen klinischen Daten unterstützen die Vorstellung, dass RV Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankung und Herzversagen 1-3. Darüber hinaus wird die RV deutlich Lungenerkrankungen wie pulmonaler Hypertonie (PAH) beeinflusst. Darüber hinaus ist die RV bemerkenswert empfindlich zu Herzerkrankungen, einschließlich des linken Ventrikels (LV) Dysfunktion, Herzklappenerkrankung oder RV Infarkt 4. Um die Rolle von RV in der Pathogenese von Herzerkrankungen zu verstehen, ist eine sichere und nicht-invasive Methode, um die RV strukturell und funktionell Zugriff erforderlich.

Eine nicht-invasive transthorakale Echokardiographie (TTE) Methodik etabliert und für die Überwachung der dynamischen Veränderungen in Struktur und Funktion RV in erwachsenen Mäusen validiert. Um RV Stress auferlegen beschäftigten wir eine chirurgische Modell der Lungenschlagader Verengung (PAC) gemessen und die RV Antwort über einen Zeitraum von 7 Tagen mit einem Hochfrequenz-Ultraschall-MikroimagingSystem. Sham-Mäuse wurden als Kontrollen verwendet. Bilder wurden in leicht narkotisierten Mäusen an der Grundlinie erworben (vor der Operation), Tag 0 (unmittelbar nach der Operation), Tag 3 und Tag 7 (nach der Operation). Die Daten wurden mit der Software offline analysiert.

Mehrere Schallfenster (B, M und Farb-Doppler-Modi), die in Mäusen konsequent erhalten werden kann, für die zuverlässige und reproduzierbare Messung der RV-Struktur (einschließlich RV Wandstärke, end-diastolischen und systolischen End-Dimensionen) erlaubt, und Funktion ( Bruchflächenänderung, Verkürzungsfraktion, PA Spitzengeschwindigkeit und Spitzendruck-Gradient) in normalen Mäusen und nach PAC.

Mit dieser Methode wird der Druck-Gradienten von PAC resultierte, wurde genau in Echtzeit mit Farb-Doppler-Modus gemessen und war vergleichbar mit Direktdruckmessungen mit einem Millar High-Fidelity-Mikrokatheter durchgeführt. Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass die RV-Messungen aus verschiedenen kompl erhaltenimentary Ansichten mit Echokardiographie sind zuverlässig, reproduzierbar und kann Erkenntnisse über Struktur und Funktion RV bieten. Dieses Verfahren ermöglicht ein besseres Verständnis der Rolle von RV kardiale Dysfunktion.

Introduction

Historisch hat prognostische Einschätzung der Herzinsuffizienz auf der LV, die einfach zu Bild über Echokardiographie ist konzentriert. Zahlreiche Studien auf LV Struktur und Funktion mit der Echokardiographie haben zur Ermittlung des Normalwerte für die LV-Struktur und Funktion führte 1,5,6. Messungen der LV Größe und systolischen Funktion aus zwei-und Farbdoppler-Bilder erhalten werden, sind von großer Bedeutung, da sie eine visuelle Abgrenzung der Fächer und Geometrie im Detail für die LV 7. M-Mode wird häufig zur Messung LV Abmessungen und Verkürzungsfraktion (FS) in Mäusen eingesetzt. Inter-und intra Beobachter Beobachter Variabilität niedrig sind für die Durchmessermessungen mit diesen Modus, aber Wanddickenmessungen sind in der Regel sehr variabel 7 sein. Pulsed-Doppler mit Farbe (PW oder Farb-Doppler) wurde verwendet, um Klappeninsuffizienz 8,9 bewerten.

Ähnlich LV, RV spielt die eine wichtige Rolle und ist eine signifikante predictor von Morbidität und Mortalität bei Patienten mit kardiopulmonalen Erkrankungen 1,7,10 behaftet. Allerdings ist echokardiographische Beurteilung der RV von Natur aus eine Herausforderung aufgrund seiner komplexen Form 5,11 und seine retrosternale Position, dass die Blöcke die Ultraschallwellen 8,9. RV ist eine halbmondförmige Struktur Umwickeln der LV und hat eine komplexe Anatomie mit dünnen Wänden, die zu niedrigem Druck und Widerstand gegen Lungengefäßen 6 gewohnt sind. Um erhöhten Gefäßwiderstand (PVR) zu überwinden, erhöht der RV zuerst in Größe und erfährt Hypertrophien. Bei chronischen Erkrankungen wie Lungenhochdruck oder Lungengefäßerkrankung, RV erfährt progressive Dilatation, die später in die Verschlechterung der systolischen und diastolischen Funktion 4,5,10.

Die Echokardiographie spielt eine wichtige Rolle in der Früherkennung und Diagnose von PAH trotz einiger in seiner klinischen Diagnosefähigkeit vorhanden Einschränkungen. Der HauptvorteilTTE liegt darin, dass sie nicht invasiv ist und dass es auf leicht sogar bewußt Tiere sediert 9 durchgeführt werden, oder. TTE bietet auch eine vernünftige Schätzung des PA Drücke, sowie eine fortlaufende Beurteilung von Veränderungen in Struktur und Funktion RV 12,13. Aufgrund technischer Fortschritte in der TTE, die die Entwicklung von Hochfrequenz-mechanische Sonden umfassen, die eine axiale Auflösung von ungefähr 50 um in einer Tiefe von 5-12 mm, hohe Bildraten (mehr als 300 Bilder / s) und hohe Abtastraten , ist die Echokardiographie eine Wahl-Tool für die Abbildung der stark rückläufigen klein Maus Herz 8,11.

Längs-Überwachung der RV-Funktion mit mehreren Ansichten, einschließlich 2-dimensionale (2D) kurzen und langen Achse, M-Mode-und Doppler-Schallfenster bieten ergänzende Informationen von RV Anatomie und Funktion. Insgesamt ermöglicht diese Methodik komplette Längs Beurteilung der RV Hämodynamik in der Physiologie und pathologischen Einstellung

Hier bieten wir eine ausführliche Schritt-für-Schritt-Methode der Verwendung von nicht-invasiven TTE RV anatomischen und funktionellen Veränderungen sekundär zu PAC in Mäusen zu charakterisieren.

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Protocol

Chirurgisches Verfahren

  1. Erhalten 8 Wochen alte männliche C57BL / 6 Mäuse und akklimatisieren, für eine Woche, bevor irgendwelche experimentellen Verfahren durchgeführt werden.
  2. Vor der Bilderzeugung wird Lungenarterie durchgeführt, wie zuvor 14 gemäß AVMA Richtlinien beschrieben und IACUC genehmigt Protokolle.
    Echokardiographische Images Acquisition und-messungen
    Alle verwendeten Abkürzungen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

1. Parasternalen langen Achse (PLAX) M-Modus anzeigen zu Kammer RV Dimension, Verkürzungsfraktion (FS) und RV Wandstärke erhalten

  1. Verwenden Einstellung Modus B, um eine vollständige LV parasternalen langen Achse erhalten. Mit das Tier in Rückenlage auf der Plattform liegen (siehe Anmerkung 6.1. Und 6.2.), Positionieren Sie den 40-MHz-Ultraschall-Sonde (MS550D) auf das Tier mit etwa 30 ° gegen den Uhrzeigersinn nach links Parasternallinie mit der Kerbe zeigt kaudal ( (1D), um eine vollständige LV Kammerblick in der Mitte des Bildschirms zu erhalten.
  2. Sobald die richtige Sehenswürdigkeiten (RV, LV, MV, Ao, LA), wie in den 2A und 2B dargestellt sind deutlich sichtbar, wechseln Sie in M-Modus. Ein Indikator Linie erscheint auf dem Bildschirm in der M-Modus-Einstellung. Die Zeile sollte positioniert, um durch den breitesten Teil der RV Kammer mit Ao als Wahrzeichen (2A und B) zu gehen.
  3. In dieser Ansicht sollte der RV Wand und IVS deutlich sichtbar sein. Bitte stellen Sie sicher, dass die Fokustiefe liegt in der Mitte der Kammer RV. Notieren Sie die Daten mit Cine-Speicher für Messkammer RV Dimension, FS-und RV-Wanddicke off line. Beispiele von M-Modus-Bilder sind in den Fig. 2C und 2D gezeigt. (Siehe Anmerkung 6.3.)

2. Parasternalen Kurzachsenansicht in MidPapilläre Stufe auf Teilfläche Änderungen (FAC) erhalten

  1. Aus der obigen (Abbildung 1A) beschriebenen Position, um B-Modus zu wechseln, und schalten Sie die Sonde um 90 ° im Uhrzeigersinn, um die parasternalen Kurzachsenansicht (Abbildung 1B) zu erhalten. Spitze der Sonde leicht entlang der x-Achse der Sonde, um die obstruktive Ansicht des Brustbeins zu verhindern.
  2. Bewegen Sie etwas nach oben und unten entlang der y-Achse der Sonde, um die Mitte der papillären Niveau zu erhalten (siehe Anmerkung 6.4.)
  3. In dieser Ansicht sind die Papillarmuskeln typischerweise an der 2 und 5-Uhr-Position (Fig. 3) befindet.

3. Parasternalen Kurzachsenblick auf Aortenklappe Stufe (RV PSAX Aorten-Level) zu RV Wandstärke und PA Spitzengeschwindigkeit zu erhalten

  1. Aus der obigen (Abbildung 1B) beschriebenen Position, bewegen Sie die Sonde an der y-Achse in Richtung Schädel, bis die Aortenklappe Querschnitt zeigt in der Mitte des Fensters.
  2. Rechts Ausfluss tract (RVOT) auf der Oberseite eine halbmondförmige Struktur mit Trikuspidalklappe Trennen des RV von RA, wie in Fig. 4A und B 2 dargestellt angezeigt. Notieren Sie die Daten mit Cine-Speicher für die Messung der Wanddicke RV off line. (Siehe Anmerkung 6.5.)
  3. Bleiben an der gleichen Position. (Siehe Anmerkung 6.6.)
  4. Schalter zur Farbdopplermodus und die Position der gelben PW-gestrichelten Linie parallel zur Strömungsrichtung in dem Gefäß. Beachten Sie, dass blauen und roten Farben zeigen Strom von und zu der Sonde bzw. (4C und 4D).
  5. Platzieren Sie den Cursor PW an der Spitze der Pulmonalklappe Blättchen. (Siehe Anmerkung 6.7.) Rekord Daten mit Cine-Speicher. Messen PA Spitzengeschwindigkeit off line.

4. Geändert Parasternale lange Achse Blick auf RV-und PA-PA Spitzengeschwindigkeit zu erhalten

  1. Weiter auf der B-Modus-Einstellung, positionieren Sie die Sonde (MS550D oder MS250) Nach rechts Parasternallinie (Fig. 1C) und die Sonde langsam Titel etwa 30-45 °-Winkel auf der Y-Achse der Sonde (Fig. 1D) in Richtung auf die Brust der Mäuse, die PA Übergang über Aorta deutlich sichtbar, wie in den dargestellten 5A und 5B.
  2. Schalter zur Farbdopplermodus und die Position der gelben PW-gestrichelten Linie parallel zur Strömungsrichtung in dem Gefäß (Figuren 5C und 5D). Platzieren Sie den Cursor PW an der Spitze der Pulmonalklappe Blättchen. (Siehe Anmerkung 6.6.) Rekord Daten mit Cine-Speicher und messen PA Spitzengeschwindigkeit off line.

5. Daten Berechnung und Analyse

  1. RV Wandstärke aus den B-Modus-Daten vom RV PSAX Aorten-Ebene erhalten wie oben (Protokoll 3) zu errechnen. Wählen Sie den 2D-Bereich Tracing-Tool, um den Bereich des RV Wand an der Diastole zu verfolgen (wie in rosa Bereich in Abbildung 6 dargestellt). Dann verwenden Sie den Abstand Tracing-Tool, um die inneren und äußeren Umfang der Wand des RVOT zu verfolgen (wie in blauen Linien in Abbildung 6 dargestellt). Den Durchschnitt der inneren und äußeren Umfang. Verwendung der Gleichung Wir berechnen RV Wand (RVW) Dicke. (Siehe Anmerkung 6.8.)
  2. Für andere Standard-Parameter entnehmen Sie bitte den Handbüchern von der jeweiligen Hersteller, um die Datenanalyse durchzuführen.

6. Aufzeichnungen

  1. Alle Bilder sind mit dem System Vevo 2100 gesammelt. Ähnliche Bilder können unter Verwendung von Ultraschall-Bildgebungssysteme von anderen Herstellern bezogen werden, und die relativen Vor-und Nachteile der verschiedenen Ultraschallgeräte wurden zuvor gegen 8,12,15. Es wird empfohlen, dass alle Bilder sollten erhalten und in verblindet, wann immer möglich analysiert werden.
  2. Die richtige Wahl der Anästhesie, wie ein Kurz dration von inhalativen Isofluran (2-3% bis zu induzieren, und 1,0% zu halten) ist von entscheidender Bedeutung bei der Aufrechterhaltung der Herzschlag bei normalen physiologischen Raten (über 500 Schläge / min), so dass wir reproduzierbare und konsistente basalen und erhöhten pulmonalen arteriellen erkennen systolischen Druck in der Studie.
  3. Achten Sie darauf, um die Daten mit der höchstmöglichen Bildrate möglich zu sammeln (> 200 Bilder / s).
  4. Suchen Sie die Ansicht mit der größten Kammer Dimension.
  5. Obstruktion durch Rippen und das Brustbein vor allem auf der Position des RV retrosternale ist das größte Hindernis für den Erhalt hervorragende Bilder in dieser Methode der Bildgebung des RV. Durch Verschieben des Tieres oder die Sonde kann ein Bediener die Brustbeinblock zu überwinden und zu erhalten notwendig Ansichten des RV. Diese können von 5-15 Minuten dauern, je nach Physiologie des Tieres.
  6. Sie müssen möglicherweise Sonde MS250 schalten seit MS550D Sonde kann in Schein-und Mäuse vor PAC verwendet werden und die 40-MHz-Sonde in der Lage ist auf RekordSpitzengeschwindigkeit von 300-1500 m / sec, während MS250 ist in der Lage, den Park Geschwindigkeit bis 4.000 mm / s bis zu erfassen.
  7. Es ist akzeptabel, eine Sonde Winkel von weniger als 20 ° zur genauen Messung von PA Spitzengeschwindigkeit haben.
  8. Konsequente Messungen der RV Wandstärke und Fläche / Abmessungen wurden mit mehreren akustischen Fenster, sowohl in der Lang-und Kurz-Achse. Die Wahl der einige dieser Fenster werden auf der Erfahrung des Bedieners ab, und konnte für Variabilität, die beitrags zu unterschiedlichen statistischen Ergebnisse könnten erklären.

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Representative Results

In dieser Studie wurde die Basislinie Echokardiographie 48 h vor der Operation durchgeführt. Mäuse wurden in zwei Gruppen randomisiert. Die Mäuse erhielten Lungenarterienverschlüsse (PAC) und Scheinoperationen (Sham). Echokardiographie wurde an Tag 0, 3 und 7 nach der chirurgischen Prozedur durchgeführt. Die Tiere wurden unmittelbar nach dem letzten Echokardiographie getötet und Herzen wurden für die histologische Beurteilung geerntet. Katheterisierung wurde in der Untergruppe (n = 3 und 2 für Tag 0 bzw. 7) der PAC Mäuse RVSP über Druck Katheter messen durchgeführt.

Alle Bilddaten erhalten wurde off-line analysiert. Wichtig ist, dass Sonographie der Verfahren, die die Tiere unter geblendet. Die in dieser Studie präsentierten Bilder wurden von zwei unabhängigen Bildkameras gemacht. Die inter-und intra-observer Variabilität wurde getestet und festgestellt, dass weniger als 6% und 11% betragen. Die Messungen wurden mit allen verfügbaren akustische Fenster erhalten- B-Modus, M-Mode-und Farbdoppler-Bilder zusammen wurden bei der Beurteilung der RV-Struktur und-Funktion verwendet. Alle Messungen wurden in 5 Herzzyklen gemittelt. Für jede Messung wurde der Mittelwert und die Standardabweichung (SD) erhalten. Oft wurden ähnliche Messungen aus verschiedenen bildgebenden Fenstern durchgeführt, um zusätzliche Informationen und mehrfache Datenpunkte für den Vergleich der Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhalten.

Wie in 7A und 7B gezeigt, kann systolischen Funktion des RV in PLAX Blick in% FS oder Mitte Papillarmuskels Ansicht FAC% gemessen werden, beziehungsweise. Während der Abnahme der FAC wurde bereits am Tag 0 signifikant die Abnahme der FS nur am Tag 7 signifikant (n = 6, P <0,01). Eine wichtige Einschränkung dieser Ansicht ist, dass wegen der retrosternalen Position des RV und gelegentlich aufgrund der Behinderung durch die Rippen gestellt, sollte viel Sorgfalt, um die RV Bild zu erhalten, um genau zu zeigen, werdender maximale Durchmesser des rechten Ventrikels ohne Verkürzung des Bildes. Kleine Abweichungen in RV Durchmesser kann kleine, aber bedeutende Veränderungen in der Funktion zu maskieren. Im Gegensatz dazu wird deutlich verringerte% FAC folgenden PAC, auch am Tag 0 unmittelbar nach der Okklusion PA (n = 6, p <0,05) und sank progressiv Überstunden (n = 6, P <0,001). So sollte% FAC als primäre Maßnahme der RV-Funktion und% FS als Sekundärmaßnahme verwendet werden. Es ist bemerkenswert, dass% FAC wurde gezeigt, dass ein zuverlässiger Prädiktor für Herzversagen, plötzlicher Tod, Schlaganfall und / oder Mortalität 3,4,10,16 sein.

Der RV Dilatation in der Lang-und Kurz-Achse als RV Dimension Kammer (RVIDd) und RV-Bereich in der Diastole (7C und 7 D) gemessen werden. Die Zuverlässigkeit der Echo abgeleitet RVIDd in kleinen Nagern ist in der Tat nicht so zuverlässig wie die Maßnahmen in den Menschen. Dies stellt eine wichtige Einschränkung bei der Messung RVID bei Mäusen. In kleinen animals, die RVID ist deutlicher in der langen Achse sichtbar, anstatt apikalen Vierkammerblick, wie es üblicherweise beim Menschen durchgeführt. Wichtig ist jedoch, die endokardialen Definition der vorderen Wand oft unter dem langen Achse und schräg Bildgröße kann suboptimal Maßnahmen zu unterschätzen. Wir finden, dass die Maßnahme RV Bereich in der Mitte des Papillarmuskels Ansicht ist eine reproduzierbare und zuverlässige Surrogat für RV Kammer Dimension und RV Dilatation bei Mäusen.

RV freien Wandstärke, als Marker für die RV-Hypertrophie, genau entweder mit M-Modus oder den Bereich-trace-Methode (7E und 7 F) bestimmt werden. Ebenso kann die PA Spitzengeschwindigkeit auch entweder an PLAX oder SAX-Modus erhalten werden (Fig. 7G und 7H, beziehungsweise). Zuverlässige Messungen von PA Spitzengeschwindigkeit und damit Spitzendruckgefälle innerhalb der PA können mit Farbdoppler in Bot erhalten werdenh kurz-und langfris Achse akustische Fenster (Figuren 7G und 7 H). Es sei darauf hingewiesen, daß diese Geschwindigkeitsmessung sind winkelabhängig und daher wird empfohlen, Geschwindigkeiten mit mehreren Ansichten zu erhalten, und mit ähnlicher Durchlaufgeschwindigkeit für alle Strecken (größer als 100 mm / s) sein.

Schließlich Abbildung 8 zeigt, dass in nicht-invasive Echokardiographie ist eine praktikable Alternative zu dem als Goldstandard für die Messung RVSP 9 verwendet Terminal Rechtsherzkatheter-Methode. Für die 5-Tieren wurde für den Vergleich der Katheterisierung RVSP Messmethoden durchgeführt und Berechnungen der Druck waren sehr vergleichbar (Pearson Korrelationskoeffizient r = 0,943, P> 0,05). In der Echokardiographie, wird die PA Spitzengeschwindigkeit zuverlässig folgt, daß die Berechnung aus der PA Spitzengeschwindigkeit ist auch reproduzierbar gemessen und. Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren für die serielle Messung des Lungendrucks gradient über die Zeit.

Zusammenfassend kann der nicht-invasiven bildgebenden Echo-Basis ein nützliches Instrument zur strukturellen und funktionellen RV Umbau in Längsrichtung ähnlich, was wurde häufig in LV verwendet folgen.

Figur 1
Abbildung 1. Grafische Darstellungen der bildgebenden Sondenposition. Rote Linie, die die Position der Sonde für den Erhalt von A, B parasternalen langen Achse, parasternalen kurzen Achse, C, modifizierten parasternalen langen Achse Blick und D, die xy-Richtung der Sonde. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

"Bild Abbildung 2. Parasternale lange Achse (PLAX) Blick. Grafische Darstellung und Vertreter PLAX Bilder von A-und B-Schein-, PAC-Maus-Herz. Bedeutende Sehenswürdigkeiten in der Sicht Bereichen gesehen folgt. 1: rechte Herzkammer (RV), 2: Linke Herzkammer (LV), 3: Aorta (Ao), 4: Mitralklappe (MV), 5: Links Atrium (LA), 6: diastolische Dimension der rechten Herzkammer (D), 7: Der systolische Dimension der rechten Herzkammer (S), 8: Rechtsherzkammerwand (RVW), 9:. Scheidewand (IVS) Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Fig. 3 Abbildung 3. Parasternale Kurzachsenansicht (PSAX) in der Mitte des Pap-Niveau der rechten Herzkammer (RV). Grafische Darstellung, repräsentatives Bild in PSAX in der Mitte der Papillarmuskel Ebene und H & E-Färbung von A, Schein-und B-, PAC-Maus-Herz. Bedeutende Sehenswürdigkeiten in der Ansicht zu sehen sind wie folgt. 1: rechte Herzkammer (RV), 2: Scheidewand (IVS), 3: linke Ventrikel (LV), und 4 & 5:. Papillarmuskeln Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Fig. 4
Abbildung 4. Parasternale Kurzachsenansicht (PSAX) bei Aorten-Ebene. Grafische Darstellung und repräsentative B-Modus-Bildervon A-und B-Schein-, PAC-Maus-Herz. Grafische Darstellung und Farbdoppler-Bilder aus C-, Schein-und D-, PAC-Maus-Herz. Bedeutende Sehenswürdigkeiten in der Ansicht zu sehen sind wie folgt. 1: Rechts Ausflusstrakt (RVOT), 2: Trikuspidalklappe (TV), 3: Rechter Vorhof (RA), 4: Links Atrium (LA), 5: Aortenklappe (AV), 6: Lungenventil (PV), und 7:. Lungenarterie (PA) Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Figur 5
Abbildung 5. Geändert parasternalen langen Achse (PLAX) Sicht der rechten Herzkammer (RV) und Pulmonalarterie (PA). Grafische Darstellung, verändert Vertreter PLAX Bilder und H & E-Histologie von B-, PAC-Maus-Herz. Grafische Darstellung und Farbdoppler-Bilder aus C-, Schein-und D-, PAC-Maus-Herz. Bedeutende Sehenswürdigkeiten in der Sicht Bereichen gesehen folgt. 1: rechte Herzkammer (RV), 2: Linke Herzkammer (LV), 3: Aorta (Ao), 4: Linker Vorhof (LA), und 5:. Lungenarterie (PA) Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Fig. 6
Abbildung 6. RV Wandstärke von Parasternale Kurzachsenansicht (PSAX) bei Aorten-Level-Ansicht. Grafische Darstellung PSAX-Bild des Herzens Schnitt bei Aorten-Niveau. Die Messung der Wanddicke RV aus dem Bereich / Länge abgeleitet werden. Rosa Schatten INDICATn Bereich der RV freien Wand und blaue Linie zeigt inneren und äußeren Umfang des RV.

Fig. 7
Abbildung 7. Strukturelle und funktionelle Beurteilung der rechten Herzkammer (RV). A, Fractional Verkürzung (FS) mit M-Modus bei PLAX. B erhalten, Bruchflächenänderungen (FAC), die unter Verwendung PSAX in der Mitte pap Ebene. C, rechts Herzkammer Dimension in der Diastole (RVIDd) erhalten mit M-Modus bei PLAX. D, erhalten End diastolischen Bereich der rechten Herzkammer in der Mitte mit PSAX pap Ebene. E, rechts ventrikuläre Wanddicke an der Diastole unter Verwendung von M-Modus bei PLAX und F, PSAX bei Aorten-Ebene. Lungenarterie Spitzengeschwindigkeit bei G erhalten, verändert PLAXbei RV-und PA-Ansicht und H, PSAX bei Aorten-Ebene. Sham, n = 6 und PAC, n = 6, *, p <0,05. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Fig. 8
Abbildung 8. Korrelation der Lungenarterie (PA) Druck gemessen mit Echokardiographie (ECHO) und Mikrodruck Millar-Katheter (Katheter). Für Echokardiographie, Spitzendruck-Gradienten wurden von PA Spitzengeschwindigkeiten mit modifizierten Bernoulli-Gleichung berechnet. Die Peak-Druckgradienten (gemessen an der Engstelle) waren konsistent mit RVSP über Katheter mit einem Korrelationskoeffizient 0,943 (n = 5).

Trikuspidalklappe </ Tr>
Vollständiger Name Abkürzung
Linken Vorhof LA
Linken Ventrikels LV
Rechter Vorhof RA
Rechten Ventrikel RV
Aorta Ao
Lungenarterie PA
Aortenklappe AV
Mitralklappe MV
Fernseher
Pulmonalklappe PV
Scheidewand IVS
Papillarmuskel PM
Verkürzungsfraktion FS
Bruchflächenänderung FAC
Parasternalen langen Achse PLAX
Parasternalen kurzen Achse PSAX
Transthorakale Echokardiographie TTE
Lungenarterienverengung PAC
Rechtsventrikulären systolischen Druck RVSP
Pulmonale arterielle Hypertonie PAH
Rechtsventrikulären Ausflusstrakt RVOT
Rechtsherz interne Dimension in der Diastole RVIDd

Tabelle 1.

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Discussion

Wir zeigen, dass TTE stellt eine empfindliche und reproduzierbare Methode zur Beurteilung der Routine RV Struktur und Funktion bei Mäusen. Vor dem Aufkommen der TTE, Studien des RV weitgehend auf RVSP Messung über Rechtsherzkatheter, einem Terminal und invasive Verfahren 6,9,11,17 konzentriert.

Stand Berichte haben eine Vielzahl von Techniken zur Durchführung rechten Herzmessungen 3,4,11,17-19 beschrieben. Doch die Mehrheit der früheren Studien RV Größe und Strukturdaten in einem überwiegend eher qualitative als quantitative Mode 5. Eine Standardisierung der RV Bewertung ist somit immer noch in der Anfangsphase trotz der jüngsten Interesse an der RV-Funktion im Rahmen der PAH und andere Modelle von Krankheiten 9,19.

Zusammengenommen zeigen diese Daten belegen, dass nicht-invasive Verfahren zur Bilderzeugung kann ein zuverlässiger und wertvolles Werkzeug für die frühe Bewertung der RV Dysfunktion. Wir establiSchuppen ein Abbildungs ​​Methodik mit einer Reihe von ergänzenden bildgebenden Fenstern nicht-invasiv zu visualisieren RV strukturelle und funktionelle Veränderungen in Echtzeit und mit Benchmarks unserem Echo-Methode auf Basis von Druck-Gradienten gegen den herkömmlichen Goldstandard RVSP Messung durch Katheterisierung.

Wenn in Längsrichtung abgebildet werden, nach einer akuten Verletzung wie PAC, der RV unterliegt einem schnellen Umbau und die dynamischen Veränderungen reproduzierbar durch Bildgebung erfasst werden. Die Bilddaten gekoppelt mit den Schritten in dieser Methode beschrieben, zusammen mit weiteren Fortschritten in der Technologie wie 2D Strain Imaging, 3D-Echokardiographie, und die Verwendung von Speckle-Training 20 verbessern wird eine systematische Auswertung der echokardiographischen RV 12,15. Dies könnte zu einer erhöhten therapeutischen Intervention in der Pathologie des Herz-Lungen-Erkrankungen durch die Möglichkeit früheren Erkennung von Krankheiten führen.

Zusammenfassend kann TTE einen wesentlichen ersten Schritt in Richtung einer comprehe bietendefensiven Beurteilung der Herzzustand und kann als eine effektive Entdeckung und Assessment-Tool von physiologischen Veränderungen in Struktur und Funktion dienen. Da TTE ist eine nicht-invasive und allgemein zugänglich Bildgebungsverfahren, bietet es die Möglichkeit, Untersuchungen von Herzerkrankungen, die mit hohem Durchsatz und schnelle Datenerfassung erfordern, unterstützen.

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Disclosures

Es gibt nichts zu offenbaren.

Acknowledgments

Wir danken Fred Roberts und Chris White für beispielhafte technische Unterstützung. Wir danken Brigham Frauenklinik Kardiovaskuläre Physiologie Kern für die Bereitstellung mit der Instrumentierung und der Mittel für diese Arbeit. Diese Arbeit wurde zum Teil durch NHLBI unterstützt gewährt HL093148, HL086967 und HL 088533 (RL), K99HL107642 und der Ellison Foundation (SC).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
High Frequency Ultrasound FUJIFILM VisualSonics, Inc. Vevo 2100
High-frequency Mechanical Transducer FUJIFILM VisualSonics, Inc. MS250, MS550D, MS400
Millar Mikro Pressure Catheter Millar SPR-1000

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References

  1. Anavekar, N. S., et al. Usefulness of right ventricular fractional area change to predict death, heart failure, and stroke following myocardial infarction (from the VALIANT ECHO Study). Am. J. Cardiol. 101, 607-612 (2008).
  2. Berger, R. M., Cromme-Dijkhuis, A. H., Witsenburg, M., Hess, J. Tricuspid valve regurgitation as a complication of pulmonary balloon valvuloplasty or transcatheter closure of patent ductus arteriosus in children < or = 4 years of age. Am. J. Cardiol. 72, 976-977 (1993).
  3. Marwick, T. H., Raman, S. V., Carrio, I., Bax, J. J. Recent developments in heart failure imaging. JACC Cardiovasc. Imaging. 3, 429-439 (2010).
  4. Souders, C. A., Borg, T. K., Banerjee, I., Baudino, T. A. Pressure overload induces early morphological changes in the heart. Am. J. Pathol. 181, 1226-1235 (2012).
  5. Karas, M. G., Kizer, J. R. Echocardiographic assessment of the right ventricle and associated hemodynamics. Prog. Cardiovasc. Dis. 55, 144-160 (2012).
  6. Lindqvist, P., Calcutteea, A., Henein, M. Echocardiography in the assessment of right heart function. Eur. J. Echocardiogr. 9, 225-234 (2008).
  7. Rudski, L. G., et al. Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography. J. Am. Soc. Echocardiogr. 23, 685-713 (2010).
  8. Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. Echocardiography in translational research: of mice and men. J. Am. Soc. Echocardiogr. 21, 1083-1092 (2008).
  9. Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circ. Cardiovasc. Imaging. 3, 157-163 (2010).
  10. Polak, J. F., Holman, B. L., Wynne, J., Right Colucci, W. S. ventricular ejection fraction: an indicator of increased mortality in patients with congestive heart failure associated with coronary artery disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2, 217-224 (1983).
  11. Tanaka, N., et al. Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse. Circulation. 94, 1109-1117 (1996).
  12. Benza, R., Biederman, R., Murali, S., Gupta, H. Role of cardiac magnetic resonance imaging in the management of patients with pulmonary arterial hypertension. J. Am. Coll. Cardiol. 52, 1683-1692 (2008).
  13. Lang, R. M., et al. Recommendations for chamber quantification. Eur. J. Echocardiogr. 7, 79-108 (2006).
  14. Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., Izumo, S. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiol. Genomics. 16, 349-360 (2004).
  15. Schulz-Menger,, et al. Standardized image interpretation and post processing in cardiovascular magnetic resonance: Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) Board of Trustees Task Force on Standardized Post Processing. J. Cardiovasc. Magn. Reson. 15, 35 (2013).
  16. Williams, R., et al. Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse-wave velocity in mice. Ultrasound Med. Biol. 33, 1368-1375 (2007).
  17. Senechal, M., et al. A simple Doppler echocardiography method to evaluate pulmonary capillary wedge pressure in patients with atrial fibrillation. Echocardiography. 25, 57-63 (2008).
  18. Frea, S., et al. Echocardiographic evaluation of right ventricular stroke work index in advanced heart failure: a new index. J. Card. Fail. 18, 886-893 (2012).
  19. Pokreisz, P. Pressure overload-induced right ventricular dysfunction and remodelling in experimental pulmonary hypertension: the right heart revisited. Eur. Heart J. Suppl. , H75-H84 (2007).
  20. Bauer, M., et al. Echocardiographic speckle-tracking based strain imaging for rapid cardiovascular phenotyping in mice. Circ. Res. 108, 908-916 (2011).

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Medizin Trans-Thorax-Echokardiographie (TTE) rechten Ventrikel (RV) Lungenarterienverengung (PAC) Spitzengeschwindigkeit rechtsventrikulären systolischen Druck (RVSP)
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Cheng, H. W., Fisch, S., Cheng, S., Bauer, M., Ngoy, S., Qiu, Y., Guan, J., Mishra, S., Mbah, C., Liao, R. Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography. J. Vis. Exp. (84), e51041, doi:10.3791/51041 (2014).

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